Новости

Intel анонсировала процессоры Tiger Lake (Core 11-го поколения) — техпроцесс 10-нм SuperFin, x86-ядра Willow Cove и графика Xe-LP

Intel анонсировала процессоры Tiger Lake (Core 11-го поколения) — техпроцесс 10-нм SuperFin, x86-ядра Willow Cove и графика Xe-LP

Как и ожидалось, в рамках сегодняшней презентации для инвесторов Intel Architecture Day 2020 состоялся формальный анонс будущих процессоров Intel Tiger Lake (Core 11-го поколения). Одновременно Intel представила усовершенствованный 10-нм технологический узел, получивший название SuperFin, а также рассказала подробности о процессорной и графической архитектурах следующего поколения Willow Cove и Xe-LP (в официальных документах пишется как «Xe-LP»). Техпроцесс 10-нм SuperFin, x86-ядра Willow Cove и графика Xe-LP — три «столба» процессоров Tiger Lake.

Благодаря утечке накануне мы все узнали еще до анонса, так что остается подвести итоги и уточнить детали. В этой заметке мы выбрали главное, о чем ранее не говорилось, и собрали самые показательные слайды презентации.

Короткий экскурс в историю

Intel впервые представила свою микроархитектуру Core в первом квартале 2006 года, как ответвление более энергоэффективных продуктов Pentium Pro. Предпосылкой к этому решению стало то, что передовые процессоры Intel того времени, основанные на архитектуре Netburst, были быстрыми, но выделялись горячим нравом и высоким энергопотреблением. Начав с дебютной Conroe, Intel с каждым новым поколением Core наращивала производительность, повышала энергоэффективность и внедряла более эффективные механизмы выполнения вычислений. Intel использует разные кодовые названия для ядер и самих процессоров, и по одному маркетинговому названию Core n-го поколения сориентироваться очень сложно. Таблица ниже позволит вспомнить основные вехи и всю историю развития потребительских процессоров Core.

Семейство процессоров Intel Core
Поколение Год выпуска Техпроцесс, нм Ядро х86 Графика SoC
Core 1-го поколения 2006 65 Conroe Core 2
2008 45 Nehalem Lynnfield
2010 32 Westmere Gen5 Clarkdale
Core 2-го поколения 2011 32 Sandy Bridge Gen6 Sandy Bridge
Core 3-го поколения 2012 22 Ivy Bridge Gen7 Ivy Bridge
Core 4-го поколения 2013 22 Haswell Gen7.5 Haswell
Core 5-го поколения 2015 14 Broadwell Gen8 Broadwell
Core 6-го поколения 2015 14 Skylake Gen9 Skylake
Core 7-го поколения 2017 14+ Kaby Lake Gen9 LP Kaby Lake
Core 8-го поколения 2017 14++ Coffee Lake Gen9 LP Coffee Lake
2017 10 нм- Palm Cove Gen10 (было деактивировано во всех чипах) Cannon Lake
2018 14 нм++ Whiskey Lake Gen9 LP Whiskey Lake
2019 14 нм+ Amber Lake Gen9 LP Amber Lake
Core 9-го поколения 2018 14 нм++ Coffee Lake Gen9 LP Coffee Lake-R
Core 10-го поколения 2019 14 нм+++ Comet Lake Gen9 Comet Lake
2019 10 нм Sunny Cove Gen11 Ice Lake
Core 11-го поколения 2020 10SF Willow Cove Xe-LP Tiger Lake

10 нм SuperFin (10SF)

После почти десяти лет совершенствования технологии FinFET (она дебютировала вместе с узлом 22 нм в мае 2011 года), которая в свое время обеспечила значительный прирост быстродействия и ознаменовала начало эры 3D-транзисторов, Intel наконец готова совершить следующий шаг — SuperFin. Компания Intel, без лишней скромности, называет SuperFin самым крупным обновлением имеющегося техпроцесса в истории, выгода от которого сопоставима с полноценным переходом к более совершенным нормам. Intel говорит о приросте производительности транзисторов на 15-20% по сравнению с базовым 10-нм техпроцессом, использующимся для производства процессоров Ice Lake. Если брать самый продуктивный 14-нм узел, то такой же прогресс удалось обеспечить только к четвертой итерации технологии. То есть, 14++++ нм. К слову, Intel изменила подход к наименованию улучшенных технологий, отказавшись от присваивания «+» с каждой новой оптимизацией. Таким образом, шутки на эту тему больше неактуальны 🙁

Понятно, что нужно как-то отвлечь инвесторов от трудностей с освоением 7-нм техпроцесса, из-за которых пришлось отложить выпуск соответствующих продуктов на 2022 или даже 2023 год. Но, тем не менее, техпроцесс 10SF на самом деле приносит крупные изменения. Это переработанный FinFET (четвертое поколение FinFET от Intel?) с улучшенным «плавником» и конденсатором нового типа Super MIM (металл-изолятор-металл). Обновленная конструкция FinFET сосредоточена на трех областях улучшения:

  1. повышение напряженности в кристаллической структуре эпитаксиальной пленки на истоке/стоке, что обеспечивает снижение сопротивлений и увеличение тока через канал;
  2. улучшение структуры затвора, что дает более высокую подвижность канала (проходимость электронов).
  3. возможность увеличения шага затворов для лучшей масштабируемости частоты при повышении напряжения.

Для металлических межсоединений предусмотрено применение новых вариантов барьерных диэлектриков с меньшей толщиной, что позволит снизить сопротивление на величину до 30% при одновременном пятикратном увеличении емкостного сопротивления между металлическими слоями для общего повышения стабильности работы. Новый диэлектрик характеризуется многослойной тонкопленочной структурой и состоит из нескольких материалов с высоким коэффициентом диэлектрической проницаемости толщиной в несколько ангстрем. Компания Intel первой внедрила такой подход, и в этом плане ее технология 10SF превосходит все имеющиеся техпроцессы других производителей.

Intel анонсировала процессоры Tiger Lake (Core 11-го поколения) — техпроцесс 10-нм SuperFin, x86-ядра Willow Cove и графика Xe-LP

В перспективе 10SF переживет еще как минимум одну оптимизацию с повышением производительности транзисторов и улучшением межсоединений. Следующая итерация будет называться 10 нм Enhanced SuperFin (10ESF) и разрабатывается с прицелом на серверные процессоры Xeon (Sapphire Rapids), которые выйдут в 2021 году.

Мобильные процессоры нового поколения Tiger Lake станут первыми продуктами компании, изготовленными по технологии 10SF (они уже производятся массово и начнут поставляться производителям ноутбуков в преддверии рождественских праздников).

Процессорная архитектура Willow Cove, графическая архитектура Xe-LP и ее первые носители Tiger Lake 

Intel анонсировала процессоры Tiger Lake (Core 11-го поколения) — техпроцесс 10-нм SuperFin, x86-ядра Willow Cove и графика Xe-LP

Tiger Lake не только первыми перейдут на новый техпроцесс 10SF, но и станут первыми носителями x86-микроархитектуры Willow Cove и графической архитектуры Xe-LP.

Willow Cove представляет собой дальнейшее эволюционное развитие микроархитектуры Sunny Cove (семейство Ice Lake).  Увы, существенного роста IPC (числа выполняемых инструкций за такт) в Willow Cove не ожидается, придется подождать следующей архитектуры Golden Cove.

Главные преимущества и новшества Willow Cove:

  • Благодаря переходу на техпроцесс 10SF ядра Willow Cove смогут разгоняться под 5,0 ГГц, тогда как максимум нынешних 10-нм процессоров Ice Lake составляет всего 4,1 ГГц.
  • Переработанная система кэширования: теперь неинклюзивным является и кэш второго уровня, размер которого вырос с 512 КБ до 1,25 МБ на ядро, а размер кэша третьего уровня увеличился до 12 МБ.
  • Сдвоенный контроллер памяти с поддержкой LPDDR4X-4767, DDR4-3200 и LPDDR5-5400, обеспечивающий пропускную способность до 86 ГБ/с.
  • Двойная кольцевая шина с низкой задержкой для объединения всех внутренних компонентов.
  • Поддержка интерфейсов Thunderbolt 4, USB4 и PCIe 4.0.
  • Новый механизм безопасности Control Flow Enforcement для защиты от атак, связанных с искажением адресов переходов и возвратов.
  • Поддержка новых инструкций из набора AVX-512 и прочие улучшения.

Особняком стоит встроенный графический блок Gen12 на основе графической архитектуры нового поколения Xe-LP, занимающий более трети площади кристалла.

В топовой конфигурации GPU Gen12 предложит 96 исполнительных блоков (Execution Units, EU)  — против 64 в нынешнем поколении Gen11 — и собственный  кэш третьего уровня объемом 3,8 МБ. Ожидается, что техпроцесс 10SF позволит довести рабочую частоту GPU до 1,7 ГГц, что дает производительность примерно в 2,5-2,7 терафлопс — в полтора раза выше быстродействия встроенной графики GPU Vega актуальных мобильных процессоров AMD Ryzen 4000 (Renoir).

Ключевые возможности Xe-LP:

  • аппаратное декодирование AV1-контента и воспроизведение 4K- и 8K-видео с частотой ниже 60 кадров в секунду;
  • возможность одновременного подключения до четырех мониторов, максимальное разрешение — 8К, максимальная частота обновления изображения — 360 Гц, поддержка технологии Adaptive Sync.
  • поддержка интерфейсов DisplayPort 1.4 и HDMI 2.0, 12-битной глубины цветы, HDR10 и Dolby Vision.

Из других отличительных особенностей процессоров Tiger Lake можно отметить выделенный блок для ускорения операций ИИ Gaussian Network Accelerator 2.0 и блок для обработки изображений IPU6, обеспечивающий поддержку фото разрешением 42 Мп и видео 4K90.

Пока что Intel говорит только о четырехъядерных 15-ваттных процессорах для тонких и легких ноутбуков. Но кроме энергоэффективных Tiger Lake-U в рамках семейства ожидаются еще и высокопроизводительные 45-ваттные Tiger Lake-H для игровых лэптопов и мобильных рабочих станций. И они уже, по слухам, предложат до восьми ядер Willow Cove и вдвое больше кэш-памяти L3. Выход высокопроизводительных Tiger Lake-H ожидается в начале 2021 года.

Полноценный анонс мобильных процессоров Intel Core 11-го поколения (Tiger Lake-U) состоится 2 сентября. Тогда станет известен весь модельный ряд процессоров, их характеристики и цены.

Ниже вся презентация, которую вел Раджа Кодури, главный графический архитектор и глава новоиспеченного отдела Intel Architecture, Software and Graphics


Завантаження коментарів...

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: